IPv6 來了嗎？

2003/12/05

　　一天，上帝召集地球上網絡領域的領袖開會，討論各自的今后設想。ITU委屈地說，

我們的下一代網絡還在設想中，很多人有很多的想法；IETF高興地斜眼看著ITU，回過身去沖著手下興奮地叫道：

　　11月26日，北京中國科技會堂二層，一個并不起眼的報告廳，聚集了可以說是目前中國乃至全球最著名的網絡人士：“下一代網絡演進與發(fā)展戰(zhàn)略暨中國IPv6應用服務研討會”在這里召開。
　　我國政府從90年代末開始支持下一代網絡的建設，到今天，會是一次激動的總結還是隆重的檢閱呢？

NGN還是NGI？

　　在ITU對下一代網絡的特征描述中，基于包交換、QoS、更好的安全性、對移動通信的支持等等是我們大家都能輕易說出來的。這樣一個用技術語言說出來的定義，會讓很多外行的人不能清晰理解。有另一種說法: NGN(下一代網絡)是能提供多種服務的下一代電信固定網絡和移動網絡的統(tǒng)一基礎，它能在全球的范圍內提供高質量的通信服務。

　　所有技術概念都應該是面向應用的感性承載體。作為我國通信產業(yè)的重大立項，中國下一代互聯(lián)網示范工程（CNGI）項目是由包括信息產業(yè)部、國家科技部、國家發(fā)改委和中國工程院在內的8個部委聯(lián)合發(fā)起并經國務院批準啟動的。根據(jù)CNGI的規(guī)劃，我國將在2005年底建成一個覆蓋全國的IPv6網絡，成為世界上最大的IPv6網絡之一。通過大規(guī)模IPv6網絡建設的部署實施及商用探索，在未來的幾年內，我國將成為以IPv6為基礎的下一代網絡領域的領先國家。

　　IPv6確實要來了，現(xiàn)有的IPv4網絡面臨著來自可擴展性、IP地址空間、安全性、服務質量控制、運營管理性等諸多方面的問題。為了解決現(xiàn)有網絡存在的問題，IETF以及各國網絡運營商、廠商紛紛把目光投向NGN建設。但是，IPv6確實能解決所有這些問題嗎？

　　IP地址空間的問題在IPv6中確實得到了全面的解決。到目前為止，中國已經獲得了11個地址段。每個地址段是一個固定32位前綴的地址區(qū)間，也就是說每一個地址段就能給中國的用戶提供296個可識別地址，這個數(shù)超過目前IPv4地址總數(shù)的1600億億倍。運營商可以松一口氣了，現(xiàn)在充足的IP地址使提供更多的連接能力，提供更多的端到端應用成為可能。已經有企業(yè)和媒體呼吁，盡快在我們的網絡中采用IPv6技術，向NGN演進！仿佛擺脫地址空間束縛的中國，可以大踏步地向下一代互聯(lián)網邁進了。

　　我們看到有人在搖頭，NGN對網絡的要求遠不止于此。有人說，如果下一代網絡都采用了IPv6以后，很多問題就都解決了。按照IETF對IPv6協(xié)議族中的定義，它確實帶來了一定的安全性，但是并沒有解決安全的問題。是不是就有QoS了呢？IETF也正在研究QoS，但是幾乎所有的研究都是基于單個網絡而不是多個網絡跨自治域的，也就是說怎樣跨過自治域來實現(xiàn)QoS目前沒有好的辦法。IPv6確實為QoS的解決帶來了一定的方便，但是也沒有根本解決QoS的問題。IPv6是不是就更有利于VoIP呢？應該說對語音的傳輸是有利的，但也沒有根本解決VoIP的問題。有人說，總歸地址多了，會有利于選路吧？IPv4的地址只有4個字節(jié)，而IPv6的地址則有16個字節(jié)。對于路由器來說，需要處理的數(shù)據(jù)量大大增加，如果把一個IPv4路由器簡單升級為IPv6，它的處理能力會相應大大下降。其實趨勢選路的空間大了，但是選路的復雜性增加了。所以，有這樣的聲音：IPv6并沒有解決因特網固有的問題。

　　IP協(xié)議的應用是因特網的應用在全球蔓延之后蓬勃地發(fā)展起來的。IP協(xié)議有這樣的理念：無管理，無中心，無智能；所有智能和復雜的業(yè)務都交給網絡終端來實現(xiàn)。這樣做的好處就是網絡上任何一個節(jié)點的故障，不會對網絡其他的結構造成致命的影響。如果不能使每一個接入網絡的終端都有一個合法的IP地址，那么就需要通過NAT或者PAT等技術采用私有地址的方式來將設備連入因特網。使用了NAT之后，很多多媒體業(yè)務將不能很好進行，典型的寬帶應用，比如說視頻會議等將很難實施。IPv6的出現(xiàn)一勞永逸地解決了地址空間的問題。IPv6帶來了真正的下一代互聯(lián)網，更多的設備接入可能，更好的QoS，更好的安全特性，方便的一同特性等，這是IETF對IPv6主導的NGI（下一代互聯(lián)網）的精彩描述。但是對于ITU-T主導的NGN來說，這一步，遠還沒有到達理想的境地。

IPv6在中國

　　有更多的中國科研機構投入到IPv6的研究和推廣工作中去了。中國科學院計算技術研究所信息網絡研究室主任李忠誠博士和他的同事們，就正在實質性地推進IPv6在中國的應用。

　　11月27日，中國科學院計算所向外界宣布在下一代網絡關鍵技術中取得的創(chuàng)新性巨大突破及應用實例。李忠誠博士談到，中國科學院計算技術研究所作為該項目的牽頭單位，在項目首席科學家李國杰院士的帶領下，瞄準IPv6實用化的目標，在IPv6網絡測試、IPv4/IPv6轉換與互通、IPv6網絡監(jiān)控管理、具有授權認證和計費功能的移動IPv6、IPv6信息過濾等一系列關鍵支撐技術上取得了突破，并在此基礎上與重慶網通等運營商合作建設了純IPv6城域示范網絡。

　　其中，推出的IPv6協(xié)議測試系統(tǒng)在專用測試儀表上實現(xiàn)，具有完全自主知識產權，是目前功能最全面、覆蓋最完整的IPv6協(xié)議測試設備。該測試系統(tǒng)已被法國電信、韓國電信等大型運營商和眾多網絡設備生產廠家采用。其測試能力在美國國防部日前舉行的名為Moonv6的有30多個國際著名廠商參加的IPv6測試中得到了有效驗證。IPv6產品的協(xié)議一致性和互操作性是IPv6實用化的前提條件，該系統(tǒng)的推出為這類測試提供了有效的工具。

　　中國電信集團北京研究院副院長趙慧玲提到，中國電信一直在研究和跟蹤IPv6，并于2001年制訂完成了《IPv6總體技術方案》；2002年8月份，中國電信從APNIC申請到正式的IPv6地址和域名，成為國內最早從APNIC拿到IPv6正式地址的電信運營商。從2002年4月份起，中國電信在BII（天地互連信息技術有限公司）的幫助下，在湖南建立了一定規(guī)模的IPv6實驗網絡，并進行了一系列的實驗和測試工作，完成具有多種接入方式和實際用戶的實驗環(huán)境的搭建。

什么樣的IP技術？

　　NGN需要什么樣的IP技術？人們經常在腦子里思考。ITU-T組織NGN工作組對NGN描繪的第一句話就是：下一代網絡將構架在基于包交換傳輸技術的平臺上。在這個問題上，我們聽到工程院鄔賀銓副院長很多有見地的觀點。

　　NGN是否能夠實現(xiàn)一個網把所有的業(yè)務綜合承載呢？回想起ATM，它是面向連接的分組交換，設計思路可以說完美，但是在性能價格等方面來看，并不成功。因特網技術本身并沒有考慮這么多的因素，可是卻非常成功。人們總是希望NGN可以集成所有的網絡優(yōu)點，但是集成優(yōu)點的同時可能就是集成了缺點。電信界總是希望一個網實現(xiàn)所有愿望，ISDN就是這樣的產物，人們對ATM也是這樣想，但是一次又一次沒有達到預期的目的，可以說屢戰(zhàn)屢敗，屢敗屢戰(zhàn)。NGN寄托了我們太多的期待。

　　在多業(yè)務網絡工作上3GPP組織先走了一步。第三代移動通信，實現(xiàn)了在接入網上通過無線接入，如果需要與固話通信可以接到固定電路網上走話音系統(tǒng)；接到分組網上可以提供分組系統(tǒng)業(yè)務；接到多媒體網上能夠實現(xiàn)多媒體業(yè)務。實際上是一種接入，在業(yè)務上卻走了三個網。至少在目前的3GPP標準中是可以用這樣的方式來實現(xiàn)綜合業(yè)務的。當然，3GPP在R5版本中定義的第三代移動通信的發(fā)展是基于全IP的網絡。

　　根據(jù)ITU-T對NGN的描述，無縫地與現(xiàn)有網絡的互連、互操作是NGN一個主要特征。不同的網絡是各取所長的，用一個網絡來綜合所有的特點，并不是說它做不到，但是我們可以懷疑它是不是經濟。固定網和移動網在很多方面是不同的，比如說營業(yè)許可、競爭環(huán)境、政策法規(guī)、端到端的資費標準、頻率限制等等，那么把普通通信和移動業(yè)務放在一個網上，并不是說技術上做不到，而是在管理上要考慮是否能真正帶來好處。如果能在多個獨立的網上實現(xiàn)業(yè)務匯聚，實現(xiàn)一個號碼的綜合接入，用戶感覺這個多業(yè)務的網絡仍然是一個綜合網，只不過是一個虛擬的綜合網。其實用戶關心的只是怎樣使用才方便，而不關心信號需要通過幾個路由器，怎樣跳轉到目的地。

　　NGN中，各種網絡技術是可以共存的。IP和以太網是無連接的，ATM是面向連接的。MPLS實際上以面向連接的技術來支持無連接的傳送。NGN是基于分組的技術，這點沒有錯，但是它是面向連接還是無連接呢？從現(xiàn)在的角度看，IP技術本身是無連接的，作為無連接方式，QoS方面是先天不足的，很難達到像面向連接的這種QoS，端到端的QoS。所以有人提議采取和IP友好的協(xié)議，比如光網絡中的 IP-λ協(xié)議。

搶跑NGN

　　當然ITU目前還沒有給NGN下一個完全的定義，只是在文檔中表示這是實現(xiàn)全球信息化的一項關鍵技術，NGN被看成是一個網絡聯(lián)邦，也就是用IP能力增強的電信網、廣播網和數(shù)據(jù)網的聯(lián)合，NGI實際上只是網絡聯(lián)邦的一部分。更多的電信專家同意這樣一個觀點，而網絡業(yè)者卻堅信，IP終將統(tǒng)一一切。NGN無疑應該使用IP技術，但是已經無法完全貫徹互聯(lián)網的哲學。也就是說不能把網絡再作為傻瓜，把復雜的功能都推到終端上，而是應該把智能賦予網絡。NGN絕對不是現(xiàn)在的互聯(lián)網的一個線性擴張，不只是把地址擴展一下，或者是把IPv4改成IPv6就變成NGN了，還有很多的技術需要改進。

　　使IP具有面向連接特性的信令是值得研究的動向，信令過去都是為面向連接的電路交換服務的，ATM把面向連接的信令用到了分組交換中。以前的IP是無連接的，從來不用信令，但是現(xiàn)在來看，如果要實現(xiàn)一些QoS必須要使用到一些信令支持。端到端的QoS，是基于IP的網絡運營的難題，目前還缺乏在基于IP的網絡上支持電話和多媒體業(yè)務端到端的QoS的能力，也沒有完整的定義。

　　現(xiàn)在的MPLS/GMPLS是IP網借鑒電路交換技術中信令技術的成功例子。過去我們說IP Over Everything，現(xiàn)在過渡到以IP網為主，會是Everything Over IP。在IP網上來支持電路交換的業(yè)務，在IP網上實現(xiàn)一些電路仿真的業(yè)務等等。下一代網絡一定是借鑒了電路交換技術的，但不是電路交換的網絡。另外，下一代網絡大家都認為是面向無連接的網絡，但是也一定會把面向連接的技術融合在一起，這就是信令。

　　目前中國的電信標準化委員會把NGN作為研究的重點。包括電信運營商們都在試驗軟交換。近年來我國啟動了一些和下一代互聯(lián)網相關的研究計劃，有自然科學基金委的，有國家863的，有973的，有中科院的，有教育部的，有信息產業(yè)部的，有國家發(fā)改委的，也有和國外合作的。目前國家發(fā)改委的CNGI項目準備構架一個多主干網的環(huán)境，來研究怎樣實現(xiàn)互聯(lián)互通和保證QoS。

　　中國擁有全世界最大的電信網絡，關于NGN的實現(xiàn)方式的研究目前才剛剛起步。經歷了最低谷的電信界對網絡的改造是甚為謹慎的，盡管提出的想法非常多，但是真正到了運營界仍然非常的謹慎。NGN的很多方面有待于更深入地研究，短期是很難有定論的。ITU會在2004年2月出臺一份關于NGN的建議，建議參考模型。中國現(xiàn)在可以和全球同步開始研究NGN，相比較以前都是發(fā)達國家已經發(fā)展了10年或更長時間我們才開始研究，這是一個非常難得的機遇。但是我們也應該看到，中國網絡的發(fā)展已經和全球同步，所有先進的技術都在我們的網絡上得以應用，原來因為我們落后所帶來的能避免技術風險這樣一個好處，現(xiàn)在需要謹慎對待。

　　一場未來網絡的盛會正在緊鑼密鼓地準備拉開大幕，IPv6已經來了。NGI呢？NGN什么時候會到呢？

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